SIVILAR İÇİN ISI İLETİM KATSAYISI ÖLÇÜM CİHAZININ TASARIMI, İMALİ VE TEST EDİLMESİ

Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. J. Fac. Eg. Arch. Gaz Uv. Clt, No 4, 907-95, 007 Vol, No4, 907-95, 007 SIVILAR İÇİN ISI İLETİM KATSAYISI ÖLÇÜM CİHAZININ TASARIMI, İMALİ VE TEST EDİLMESİ Muhammet KAYFECİ ve Hüsey KURT Fe Blmler Esttüsü, S. Demrel Üverstes, Isparta Karabük Tekk Eğtm Fakültes, Z. Karaelmas Üverstes, 78050, Karabük m_kayfec@hotmal.com, husey_kurt@hotmal.com (Gelş/Receved: 8.0.007; Kabul/Excepted:07.05.007) ÖZET Bu çalışmada, sıvıları ısı letm katsayısıı ölçeblmek amacıyla sldrk metoda göre ölçüm yapa laboratuar tp chaz tasarımı yapılmış ve deeysel olarak test edlmştr. Chazı doğruluğu, ısı letm katsayısı ble saf su le 0-40 C sıcaklık aralığıda yapıla deeylerle test edlmştr. Saf su le yapıla deeylerde elde edle souçlara göre, ölçüle sıcaklık değerlerde hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özellk tablosuda alıa değerler arasıdak maksmum bağıl hata % 3.4, ortalama bağıl hata se % 7.6 olmuştur. Saf su le yapıla test deeyler şartlarıda, farklı oralarda saf su-atfrz karışımı, atfrz ve tuzlu su çözelts ısı letm katsayılarıı belrleyeblmek amacıyla deeyler yapılmış, saf suda olduğu gb deey souçlarıa göre ısı letm katsayıları hesaplamıştır. Hesaplaa değerler regresyo aalz yapılarak, ısı letm katsayıları sıcaklığı ve saf su çersdek madde mktarıı foksyou olarak fade edlmştr. Aahtar Kelmeler: Isı letm katsayısı, sıvı, sldrk metot, regresyo aalz. DESIGN, MANUFACTURE AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF A THERMAL CONDUCTIVITY MEASUREMENT APARATUS FOR LIQUIDS ABSTRACT I ths study, a laboratory type devce was desged ad tested expermetally to measure the thermal coductvty of lquds accordg to the cyldrcal method. The accuracy of the devce are tested wth pure water expermets at temperatures betwee 0 ad 40 C. Accordg to obtaed results from the pure water expermets, the maxmum relatve error ad mea relatve error betwee the calculated results ad the thermo physcal table values was about 3.4 % ad 7.6 %, respectvely. After the accuracy of the devce s tested, expermets are repeated usg varous mxtures of pure water ad at-freeze, at-freeze oly, ad salty water soluto at the same codtos as pure water expermets. Accordg to the expermetal results the thermal coductvty were calculated as pure water. Regresso aalyss of calculated thermal coductvty values were made ad expressed as a fucto of temperature ad substace cotet the pure water. Keywords: Thermal coductvty, lqud, cyldrcal method, regresso aalyss..giriş (INTRODUCTION) Isı letm katsayısı, br madde ölçülmes zor ola özellklerde brsdr. Özellkle, ölçüm esasıda taşıım hareket oluşturduğu ısı trasfer hesaplaması veya hmal edlmes gerekllğde dolayı sıvıları ısı letm katsayısıı ölçülmes daha da zordur. Sıvıları ısı letm katsayısıı belrlemesde kullaıla metotlar, kararlı ve kararsız rejm veya geçc rejm metotları olarak k aa grupta sııfladırılablr. Paralel plaka, eş eksel sldr, eş eksel küre metotları ve dferasyel kalormetre kullaımı kararlı rejm metotları olarak, ısıtma veya soğutma eğrler, ısıl letkelk probu, sıcak tel, sıcaklık karşılaştırma metodu, dodurarak kurutma, grafksel ve ümerk metotlar se kararsız rejm metotları olarak grupladırılmaktadır. Kararlı rejmde, umue çersde herhag br oktaı ölçüle sıcaklığı zamada bağımsız, kararsız rejmde se belrlemş zama aralıklarıda ölçüle

M. Kayfec ve H. Kurt Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes sıcaklıklara bağlı olarak ısı letm katsayısı hesaplamaktadır []. Lteratürde, geellkle gıda edüstrsde ham maddeler şlemes ve ürüler depolaması sırasıda gıda maddeler özellkler sıcaklıkla değşm blmes zorululuğu edeyle ham maddeler ve ürüler sıcaklıkla fzksel özellklerdek değşm üzere çalışmalar yapılmıştır. Romero ve ark. [] portakal suyuu termofzksel özellklere, sıcaklığı ve su mktarıı etks celemşlerdr. Isı letm katsayısıı ölçümü ç sldrk metoda göre ölçüm yapa deey chazı tasarlamışlardır. Chaz, 80 mm uzuluğuda, 0 mm ve 4 mm çapıda eş eksel ç çe geçmş bakır k tüpte oluşmaktadır. Numue k tüp arasıda kala mm lk radyal boşluğa doldurulmuştur. İçtek tüpü eksee 5 W gücüde br ısıtıcı yerleştrlerek, radyal yöde br ısı akışı sağlaarak ısı letm katsayısı belrlemştr. Portakal suyu çersdek su oraıı artmasıyla ısı letm katsayısıı ve özgül ısı kapastes doğrusal olarak arttığıı, yoğuluğu se azaldığıı gözlemşlerdr. Özkal ve Tülek [3], sldrk metoda göre ölçüm yapa P.A Hlto Lmtet H470 deey setde yapmış oldukları deeysel çalışmada, tam yağlı ve yağsız süt, şlememş taze süt, ayççeğ, mısırözü ve zeytyağı gb gıda maddeler ısı letm katsayısıı belrlemşlerdr. Ölçüle ısı letm katsayısı değerler, lteratürde verle değerler le karşılaştırıldığıda, ölçüle değerler lteratür değerlerde % 6 dolayıda daha düşük olduğu görülmüştür. Azoubel ve ark. [4] elma suyuu, Shamsud ve ark. [5] guava suyuu, Tasakul ve Chasawag [6] hdsta cevz sütüü termofzksel özellklere sıcaklığı ve kosatrasyou etks koulu br çalışma yapmışlardır. Meyve sularıı fzksel özellkler sıcaklık ve kosatrasyola bağlı olduğu gözlemştr. Bu çalışmada, sldrk metoda göre sıvıları ısı letm katsayısı ölçümüü yapılabldğ laboratuar tp br deey chazı tasarımı ve mal yapılarak, deeysel olarak celemştr. Chazı doğruluğu, ısı letm katsayısı ble saf su le yapıla deeylerle test edlmştr. Ölçüle sıcaklık değerlere göre hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özellk tablosuda alıa değerler karşılaştırılarak chazı doğruluğu test edlmştr. Saf su le yapıla deey şartlarıda, farklı oralarda saf su-atfrz karışımı, atfrz, tuzlu su kullaılarak deeyler tekrarlamıştır.. MATERYAL VE METOD (MATERIAL AND METHOD).. Deey Chazı (Expermetal Apparatus) Şekl de şematk olarak görüle chaz, sıvıları ısı letm katsayısıı ölçümü ç tasarlamış olup, sıcaklık ve verle ısıı ölçüm ve kotrol edlmes sağlaya ç çe geçmş ekseel k sldrk tüpte oluşmaktadır. İçtek tüpte, stele çalışma sıcaklıklarıı sağlamak ç, drec ölçüleble ısıtıcı br elema ve bu tüpü dış yüzeye yakı olacak şeklde yerleştrlmş demr-kostata br termokupl bulumaktadır. Bu tüp ısıl gerlmeler ve sıcaklık değşmler azaltablmek amacıyla bakırda mal edlmş olup, ç çapı 6, dış çapı 8 mm ve uzuluğu 45 mm dr. Isı letm katsayısı ölçülecek sıvıı doldurulacağı k tüp arasıdak radyal boşluk başlagıçta 4 mm olarak seçlmştr. Bu şeklde yapıla deeylerde elde edle souçlar, fzksel özellk tablosuda alıa değerler le karşılaştırıldığıda bağıl hataı büyük çıkması edeyle taşıım hareket öleeblmes ç radyal boşluğu oldukça küçük seçlmes gerektğ tespt edlmştr. Bua bağlı olarak k tüp arasıdak 4 mm lk radyal boşluk,.5 mm olacak şeklde chazı tasarımı değştrlmştr. İçtek sldrk tüp radyal boşluğu kapata flaşlar vasıtasıyla su ceket adı verle, kc sldrk tüpü ortasıa yerleştrlmştr. Su ceket 4 mm ç, 48 mm dış çapıda ve 45 mm uzuluğuda galvazl boruda mal edlmş ve yada flaşlarla sızdırmazlık sağlaacak şeklde kapatılmıştır. Su ceket çersde ç yüzey sıcaklığıı ölçüleblmes ç kc br demr-kostata termokupl yerleştrlmştr. Isıtıcı elema 60 Ω drece sahp olup, maksmum gücü 30 W ve uygulaablecek maksmum voltaj 0 V dur. Chazda, stele ısı eerjs elde edeblmek amacıyla elektrk akımıı stele değere ayarlayable dmmer devres kullaılmıştır. Devrede geçe akım ve gerlm değerler br multmetre yardımıyla ölçülerek ısıtıcıı gücü stele değerlerde tutulablmektedr... Deeyler (Expermets) Deeylerde ısı letm katsayısı ölçülecek sıvı, ejektör yardımıyla soğutma suyu ceket le ısıtıcı arasıdak küçük radyal boşluğa ejekte edlmektedr. Radyal boşluğu tamame sıvı le doldurulduğuda em olablmek ç sıvı çıkış ağzıda sıvı çıkışı başlayıcaya kadar doldurma şlem devam etmektedr. Radyal boşluk çersde oluşacak hava boşlukları deey soucuu etkleyeceğde dolayı boşluğu tamame sıvı le doldurulması gerekmektedr. Isı letm katsayısı ölçülecek sıvı dolduruldukta sora soğutma suyu chaz bağlatıları yapılıp, ısıtıcı elema devreye sokularak deeylere başlamıştır. Isıtıcı stele ısı değerde çalıştırılablmes ç ısıtıcıya ser olarak br dmmer devres bağlamıştır. Dmmer bağlı olduğu devrede geçe akım ve gerlm değerler multmetre yardımıyla ölçülerek, ısıtıcı gücü stele değere ayarlaablmektedr. Chaz çersde, ısıtıcı elemaı dış yüzeye sabtlee termokupl (T ç ), ve soğutma suyu ceket ç yüzeye sabtlee kc br termokupl (T dış ) le k farklı oktada sıcaklık ölçülerek radyal boşluğu ç ve dış yüzey arasıdak 908 Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007

Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes M. Kayfec ve H. Kurt sıcaklık farkı belrlemştr. Sıcaklık ölçümü, kalbrasyou buz bayosuda kotrol edle demrkostata termokupllar le hassasyet 0. C ola o k kaallı djtal okuma özellğe sahp chazla yapılmıştır. Deeylerde, soğutma suyu açılıp, ısıtıcı devreye sokuldukta sora sstem rejme gelmes ç sıcaklık sabt kalıcaya kadar beklemştr. Sstem, termokupllarda ölçüle sıcaklıkları zamala değşmedğ, sabt kalmaya başladığı ada sürekl rejme ulaşmaktadır. Sstem sürekl rejme ulaştığı ada sıcaklıklar kaydedlerek deeyler btrlmştr. Bu süre 5-0 dakka arasıda değşrke, deeyler 60 ve 0 dk. da br tekrarlamıştır. Test amaçlı saf su le farklı deblerde yapıla deeylerde soğutma suyu debs e az lt/dk olması gerektğ bulumuştur. Bu edele bütü deeylerde soğutma suyu debs, lt/dk olarak seçlmştr. Şekl. Deey chazıı kest görüüşü (Cross-secto of expermetal apparatus) r =,5 mm r = 3 mm r 3 = 4 mm r 4 = mm T ç r r T(r) T dış r 3 r 4 Şekl. Deey chazıı ısıl dreç devres (Thermal resstaces related to expermetal apparatus) Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007 909

M. Kayfec ve H. Kurt Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes Deeylere lk olarak ısı letm katsayısı ble saf su le başlaarak chazı doğruluğu kotrol edlmştr. Saf su le yapıla test deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısı değerler le fzksel özellk tablo değerler karşılaştırılarak, k değer arasıdak fark belrlemştr. Karşılaştırma soucuda deey souçları le tablo değerler arasıdak bağıl hataı % 8 gb çok büyük br değer olduğu görülmüştür. Bu hata oraıı ısıtıcı le soğutma suyu ceket arasıdak, ısı letm katsayısı ölçülecek umue doldurulduğu radyal boşluk et kalılığıı çok büyük olmasıda kayakladığı tespt edlmştr. Radyal boşluk et kalılığıı büyük olması edeyle taşıım hareketler egelleemedğde dolayı, letmle ısı trasfere lavete taşıımla ısı trasfer gerçekleşmektedr. Dolayısıyla umue doldurulduğu radyal boşluğu et kalılığı 4 mm de.5 mm ye drlmş ve saf su le yapıla deeyler ayı şartlarda tekrarlamıştır. Elde edle ye deey souçlarıda hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özellk tablo değerler tekrar karşılaştırıldığıda bağıl hataı % 4.7 3.4 arasıda olduğu görülmüştür. Bu kouda yapılmış bezer çalışmalara, Romero ve ark. [], Özkal ve Tülek [3], bakıldığıda bu değerler kabul edleblr sıırlar arasıda olduğu görülmüş ve deeylere devam edlmştr. Saf su le yapıla test deeylerde sora test deeyler şartları koruarak atfrz, saf suatfrz karışımı, tuzlu su çözelts olmak üzere 3 farklı deey yapılmıştır..3. Hesaplama Yötem (Calculato Method) Deeylerde, sstem sürekl rejme ulaştığı ada kaydedle sıcaklıklar yardımıyla aşağıda verlmş ola hesaplama yöteme göre ısı letm katsayısı hesaplamıştır. Hesaplamalarda umue doldurulduğu radyal boşluğu et kalılığı,5 mm gb çok ce br tabaka olduğuda dolayı taşıımla ısı trasfer hmal edleblecek sıırlar arasıda olduğu kabul edlmştr. Bua göre, chaz çersde sadece letmle ısı trasfer gerçekleştğ dkkate alıarak Şekl ye göre Fourer ısı letm kauu yardımıyla ısı letm katsayısı her br deey ç ayrı ayrı hesaplamıştır. Isıtıcıı elektrksel ısı gücü, ısıtıcı devresde ölçüle akım (I) ve gerlm (V) değerde aşağıdak eştlk kullaılarak hesaplamıştır. Q & e = IV () Ssteme ısı grds, ısıtıcıcıı gücüe ( Q & e ) eşt olup, sstemde meydaa gele ısı trasfere ( Q & ) eşt olarak alımıştır. Fourer ısı letm kauuda se sstemde meydaa gele ısı trasfer aşağıdak eştlklerde hesaplamıştır. ( T ) Q & = UAΔT = UA T () top ç dış Q UA = & = (3) ΔT R R top r r 3 l r l r = + πlk πlk Q& = ΔT R top s b Yukarıdak eştlk (5) de radyal boşluğa doldurula sıvıı ısı letm katsayısı, k s r l r = r 3 l ΔT r πl Q& b πlk (4) (5) (6) şeklde buluur. Eştlk (6) ya göre her br deeyde ölçüle sıcaklık farkıa ve letmle meydaa gele ısı trasfere bağlı olarak ısı letm katsayısı hesaplamıştır..4. İstatstk Aalzler (Statstcal Aalyss) Deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısıı statstk aalzler Mcrosoft Excel 003 programı kullaılarak yapılmıştır. Bağıl hata ve ortalama bağıl hata, k tablo kdeey RE (%) = 00 * (7) kdeey RE (%) MRE (%) = (8) eştlklerde hesaplamıştır. Tek değşkel regresyo aalz Excel programı yardımıyla yapılırke, k değşkel regresyo aalz se aşağıda verle eştlkler yardımıyla yapılmıştır [8,9]. β,, β + x + x = y (9) o β x + β x + x x = x y (0) o,, β,,, 90 Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007

Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes M. Kayfec ve H. Kurt,,,, β x + β x x + β x = x y () o, Yukarıdak eştlklerde β o, β, β katsayıları, x ve x değşkee bağlı olarak hesaplaarak aşağıdak deklem elde edlr. y β o + β x + β x + e () = Eştlk () dek e parametres, deeylerde elde edle değer (y deey ) le regresyo aalz soucuda elde edle değer (y regresyo ) arasıdak farkı, hata değer göstermektedr. e = y deey y regresyo (3) Korelasyo katsayısı (R ) se, R = SSE SST (4) eştlğde hesaplaablr. Eştlktek hata kareler toplamı (SSE) ve kareler toplamı (SST) aşağıda verle eştlk (5) ve (6) ya göre hesapladı [8]. SSE e = ( y y ) = SST = ( y ) deey deey regresyo ( y ) deey (5) (6) Tablo. Saf su deey souçları ve bağıl hata değerler (Expermetal results ad relatve error values for pure water) Deey No ΔT ( C) k (W/mK) Hesaplaa k (W/mK) Kayak [7] RE (%) 0 0.507 0.575 3.4 5 0.58 0.586 0.985 3 0 0.55 0.597 8.5 4 5 0.568 0.604 6.338 5 30 0.58 0.6 5.55 6 35 0.59 0.6 4.907 7 40 0.600 0.68 4.667 RE 53.66 MRE= RE/7 7.7 0,80 Isı letm katsayısı (W/mK) 0,70 0,60 0,50 0,40 Deeysel Kayak [7] 0,30 0 0 0 30 40 50 Sıcaklık ( C) Şekl 3. Saf su ısı letm katsayısıı sıcaklık le değşm (Thermal coductvty of pure water versus temperature) Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007 9

M. Kayfec ve H. Kurt Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes Tablo. Deeylerde kullaıla atfrz fzksel özellkler (Physcal propertes of at-freeze used expermets) Yoğuluk (0 C de).7 kg/m 3 Saklı alkalte > 0 ml ph (% 33 sulu çözelt) 8 Kayama oktası 70 C Su le karışım oraıa göre tpk doma oktası % 33 % 50 7 C 35 C 0,6 Isı letm katsayısı (W/mK) 0,5 0,4 0,3 0, 0, 0% 40% 80% 00% 0 0 0 0 30 40 50 60 70 Sıcaklık ( C) Şekl 4. Atfrz ve saf su-atfrz karışımı ısı letm katsayılarıı sıcaklık le değşm (Thermal coductvty of at-freeze ad pure water- at-freeze mxture versus temperature) 3. BULGULAR VE TARTIŞMA (RESULTS AND DISCUSSION) Bu çalışmada, sldrk metoda göre ölçüm yapa chazda atfrz, saf su-atfrz karışımı, tuzlu su olmak üzere üç farklı sıvıı, 0 le 60 C sıcaklık aralığıda ısı letm katsayıları belrlemştr. İlk olarak ısı letm katsayısı ble saf su le deeyler yapılarak chazı doğruluğu kotrol edlmştr. Tablo ve Şekl 3 de eştlk (6) kullaılarak hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özelk tablosuda alıa ısı letm katsayısı değerler karşılaştırılmıştır. Şeklde de görüldüğü gb, hesaplaa ısı letm katsayısıı fzksel özelk tablo değerlerde daha küçük olduğu görülmektedr. Eştlk (7) ve (8) kullaılarak k değer arasıdak bağıl hata (RE) ve ortalama bağıl hata değerler (MRE) hesaplamıştır. Tabloda da görülebleceğ gb maksmum bağıl hata % 3.4 olurke ortalama bağıl hata % 7.7 olarak bulumuştur. Özkal ve Tülek [3] yapmış oldukları çalışmada bağıl hata değer % 6, Romero ve ark.[] se % 3.9 olarak bulmuşlardır. Bu değerler dkkate alıdığıda, yapıla bu çalışmadak bağıl hata değer kabul edleblr sıırlar çersde olmaktadır. Saf su ç yapıla hesaplamalara göre yapıla regresyo aalz soucuda, eştlk (7) de verle korelasyo katsayısı 0.9987 ola deklemde, ısı letm katsayısı le sıcaklıkla arasıda kc derecede br lşk olduğu görülmektedr. k = 0.4487 + 0.0064* T 0.00007* T ( R = 0. 9987 ) (7) Saf su le yapıla deeylerde sora, hacmce % 0 atfrz % 80 saf su, % 40 atfrz % 60 saf su, % 80 atfrz % 0 saf su karışımı ve % 00 atfrz le dört farklı deey yapılmıştır. Deeylerde kullaıla atfrz fzksel özellkler Tablo de verlmştr. Şekl 4 de atfrz ve farklı oralarda saf su atfrz karışımıyla yapıla deey souçlarıa göre hesaplamış ısı letm katsayısıı sıcaklıkla değşm görülmektedr. Şeklde de görüldüğü üzere, sıcaklık arttıkça ısı letm katsayısı bu artışa bağlı olarak artmıştır. Ayrıca saf su çersdek atfrz oraı arttıkça ısı letm katsayısı, atfrz oraıa bağlı olarak azalmıştır. Bua göre saf su çerse atfrz lave edldğde, lave mktarıa bağlı olarak ısı letm katsayısı azalmaktadır. Fzksel özelk tablolarıda deeyde kullaıla atfrz özelklere bezer değerler buluamadığı- 9 Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007

Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes M. Kayfec ve H. Kurt da, deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özelk tablo değerler saf su deeyde olduğu gb celk olarak karşılaştırılamamıştır. Hesaplaa ısı letm katsayısı, fzksel özellk tablo değerler le telk bakımda karşılaştırıldığıda se uyum çersde olduğu görülmüştür. Saf su atfrz karışımlarıı ısı letm katsayısı, yapıla regresyo aalz soucuda sıcaklığı ve saf su çersde bulua hacmce atfrz oraıı br foksyou olarak eştlk (8) de fade edlmştr. Saf su atfrz karışımıı ısı letm katsayısı, sıcaklıkla doğru, atfrz oraı le ters oratılı olarak artıp azalmakta olduğu görülmüştür. k = 0.478 + 0.000859 * T 0.8* X ( R = 0. 986) (8) Deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısı le regresyo aalz soucuda elde edle eştlk (8) e göre hesaplamış ısı letm katsayısı arasıdak bağıl hata (RE) ve ortalama bağıl hata değerler (MRE) Tablo 3 de gösterlmştr. İk değer arasıdak maksmum bağıl hata % 6. olurke, ortalama bağıl hata %.6 olmuştur. İk farklı yoğulukta hazırlaa tuzlu su çözelts le 0-40 C sıcaklık aralığıda yapıla deeylerde elde edle souçlar Şekl 5 de verlmştr. Su çersdek tuz mktarı arttıkça veya tuzlu su çözelts yoğuluğu arttıkça letkelk özellğ artar. Şeklde de görülebleceğ gb tuzlu su çözelts yoğuluğu ve sıcaklığı arttıkça karışımı ısı letm katsayısı artmaktadır. Tuzlu su çözelts ısı letm katsayısı ç yapıla regresyo aalze göre ısı letm katsayısı, sıcaklığı ve yoğuluğu foksyou olarak eştlk (9) da verlmştr. Elde edle deklem korelasyo katsayısı 0.9909 olmuştur. k = 0.44+ 0.007068* T 0.000639* ρ ( R = 0. 9909 ) (9) Deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısı le regresyo aalz soucuda elde edle eştlk (9) a göre hesaplamış ısı letm katsayısı arasıdak bağıl hata (RE) ve ortalama bağıl hata değerler (MRE) Tablo 4 de gösterlmştr. İk değer arasıdak maksmum bağıl hata %.7 olurke, ortalama bağıl hata %.0 olmuştur. Tablo 3 de görülebleceğ gb saf su atfrz karışımıı ısı letm katsayısı ç elde edle hata değerlerde daha küçük olmuştur. Tablo 3. Saf su-atfrz karışımı deey souçları ve bağıl hata değerler (Expermetal results ad relatve error values for pure water- at-freeze mxture) Deey k (W/mK) k (W/mK) e ΔT ( C) X No Hesaplaa Eştlk (9) (W/mK) RE (%) 0 0. 0.437 0.43039 0.00660.536 0 0. 0.448 0.43898 0.00900.055 3 30 0. 0.459 0.44757 0.0430.554 4 40 0. 0.469 0.4566 0.0840.85 5 50 0. 0.478 0.46475 0.0350.85 6 60 0. 0.489 0.47334 0.05660 3.308 7 0 0.4 0.35 0.3749-0.0390 6.97 8 0 0.4 0.36 0.3878-0.00780 5.49 9 30 0.4 0.375 0.3937-0.06370 4.83 0 40 0.4 0.388 0.39996-0.0960.990 50 0.4 0.399 0.40855-0.009550.338 60 0.4 0.409 0.474-0.00840.95 3 0 0.8 0.68 0.679 0.0060.37 4 0 0.8 0.74 0.7038 0.00360.339 5 30 0.8 0.8 0.7897 0.003030.086 6 40 0.8 0.88 0.8756 0.000440 0.53 7 50 0.8 0.94 0.965-0.0050 0.76 8 60 0.8 0.98 0.30474-0.006740. 9 0 0.4 0.0559 0.00840 4.09 0 0 0.9 0.48 0.00480.50 30 0.3 0.77 0.00930 4.43 40 0.37 0.336 0.005640.438 3 50 0.40 0.3995 0.000050 0.0 4 60 0.43 0.4854-0.005540.9 RE 6.66 MRE= RE/4.6 Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007 93

M. Kayfec ve H. Kurt Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes Isı letm katsayısı (W/mK 0,8 0,6 0,4 000 kg/m³ 00 kg/m³ 00 kg/m³ 0, 0 0 0 30 40 50 Sıcaklık ( C) Şekl 5. Farklı yoğuluktak tuzlu su ısı letm katsayısıı sıcaklık le değşm (Thermal coductvty of salty water soluto versus temperature) Tablo 4. Tuzlu su çözelts deey souçları ve bağıl hata değerler (Expermetal results ad relatve error values for salty water soluto) Deey ΔT ( C) ρ (kg/m No 3 k (W/mK) k (W/mK) e ) RE (%) Hesaplaa Eştlk (0) (W/mK) 0 00 0.58 0.537-0.0037 0.597 5 00 0.558 0.5665-0.0085.50 3 0 00 0.6 0.6085 0.005.686 4 5 00 0.648 0.6379 0.008.697 5 30 00 0.678 0.6753 0.00547 0.83 6 35 00 0.70 0.70787-0.00687 0.97 7 40 00 0.73 0.743-0.0.508 8 0 00 0.59 0.59507-0.00307 0.56 9 5 00 0.6 0.6304-0.0094.493 0 0 00 0.67 0.66575 0.0055 0.789 5 00 0.703 0.7009 0.009 0.7 30 00 0.74 0.73643 0.00557 0.756 3 35 00 0.763 0.7777-0.00877.36 4 40 00 0.8 0.807 0.00489 0.606 RE 4.34 MRE= RE/4.04 4. SONUÇ VE ÖNERİLER (CONCLUSION) Bu çalışmada; sıvıları ısı letm katsayısıı ölçmek amacıyla PH Hlto frmasıı eğtm amaçlı üretmş olduğu sıvıları ve gazları ısı letm katsayısı ölçüm deey setde faydalaılarak sldrk metoda dayaa br chaz tasarlamış, mal edlmş ve deeysel olarak celemştr. Deeylerde, saf su, atfrz, farklı oralarda saf su atfrz karışımı, tuzlu su kullaılarak, chazı sürekl rejme ulaştığı ada ölçüle sıcaklıklara göre ısı letm katsayısı Fourer ısı letm deklem kullaılarak hesaplamıştır. Ayrıca deey souçlarıa göre hesaplaa ısı letm katsayısı değerler regresyo aalz yapılarak her br deey soucu ç k değşkel deklemler elde edlmştr. Saf su le yapıla deey soucua göre hesaplaa ısı letm katsayısı le fzksel özellk tablo değer arasıdak maksmum bağıl hata % 3.4 olurke, ortalama bağıl hata se % 7.7 olmuştur. Bu değerler lteratürde yapıla çalışmalarla kıyasladığıda kabul edleblr değerler olduğu gösterlmştr. Tasarlaa chazda ısı letm katsayısı ölçülecek sıvıı doldurulduğu radyal boşluktak sıvı tabakasıı et kalılığı taşıımla ısı trasfer hmal edleblecek sevyeye drecek kalılıkta ve soğutma suyu debs uygu br şeklde ayarlaabldğ takdrde, tasarlamış ola chazda fzksel özelk tablo değerler le daha uyumlu souçlar alıablecektr. 94 Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007

Sıvılar ç Is İletm Katsayısı Ölçüm Chazıı Tasarımı, İmal ve Test Edlmes M. Kayfec ve H. Kurt SEMBOLLER (NOMENCLATURE) A e I k k b k s k tablo k deey L Q & e :Isı geçş yüzey alaı (m) :Hata mktarı :Akım (A) :Isı letm katsayısı (W/mK) :Bakırı ısı letm katsayısı (W/mK) :Sıvıı ısı letm katsayısı (W/mK) :Isı letm katsayısıı fzksel özellk tablo değer (W/mK) :Deey souçlarıa göre hesaplamış ısı letm katsayısı (W/mK) :Bakır boru uzuluğu (m) :Deey sayısı :Isıtıcıı elektrksel gücü (W) Q & :İletm le meydaa gele ısı trasfer (W) r :Yarıçap (m) R top :Toplam ısıl dreç (K/W) s :Sıvı T :Sıcaklık ( C) U :Toplam ısı trasfer katsayısı (W/m K) V :Gerlm (V) KAYNAKLAR (REFERENCES). Kayfec, M., Sıvılar İç Isı İletm Katsayısı Ölçüm Chazı Tasarımı ve Deeysel Olarak İcelemes, Yüksek Lsas tez, Z. Karaelmas Üverstes. Fe Blmler Esttüsü, 005.. Romero, J.T., Tels, V.R.N., Gabas, A.L. ve Yamashta, F., Thermophyscal Propertes of Brazla Orage Juce as Affected by Temperature ad Water Cotet, Joural of Food Egeerg, Clt 38, 7-40, 998. 3. Özkal, S.G. ve Tülek, Y., Değşk Süt ve Btksel Yağ Örekler Isıl İletkelk Değerler Deeysel Olarak Belrlemes, Turksh J. Egeerg Evrometal Scece, Clt 5, 5-60, 00. 4. Azoubel, P.M., Cpra, D.C., El-Aouar, A.A., Atoo, G.C. ad Murr, F.E.X., Effect of Cocetrato o the Physcal Propertes of Cashew Juce, Joural of Food Egeerg, Clt 66, 43 47, 005. 5. Shamsud, R., Mohamed, I.O. ve Yama N.K.M., Thermophyscal Propertes of Tha Seedless Guava Juce as Affected by Temperature ad Cocetrato, Joural of Food Egeerg, Clt 66, 395 399, 005. 6. Tasakul, A. ve Chasawag, P., Thermophyscal Propertes of Cocout Mlk, Joural of Food Egeerg, Clt 73, 76 80, 006. 7. Özışık, M.N., Heat Trasfer, McGraw-Hll, Sgapore, 985. 8. Motgomery, D.C.ve Ruger, G.C., Appled Statstcs ad Probablty for Egeers, Joh Wley & Sos, U.S.A., 00. 9. Dzdar, E.N., Uygulamalı Olasılık ve İstatstk, ABP Yayıev, 004. Gaz Üv. Müh. Mm. Fak. Der. Clt, No 4, 007 95